Реферат Сжигание отходов - низкотемпературное
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
_ ________________________________________________________________
_ ________________________________________________________________
_ ________________________________________________________________
_ ________________________________________________________________
_ ________________________________________________________________
РЕФЕРАТ
По дисциплине:
ЭКОЛОГИЯ
На тему:
Сжигание отходов - низкотемпературное
| Регистрационный № _________ | Научный руководитель: | ||
| дата, подпись методиста | Ф.И.О. | ||
| | Выполнил (а) студент (ка): | ||
| | | ||
| Ф.И.О. | |||
| | Группа_________________________ | ||
| | № зач. Книжки___________________ Специальность:___________________ | ||
| | Работа допущена к защите: | ||
| | ________________________________ | ||
| | дата, подпись преподавателя | ||
| | Работа защищена: | ||
| | ________________________________ | ||
| | оценка, дата | ||
| | ________________________________ | ||
| | подпись преподавателя | ||
Сочи 2010 г.
Оглавление
Введение. 3
Особенности сжигания мусора при низких температурах. 4
Технология низкотемпературного сжигания мусора. 7
Сжигание в низкотемпературном вихре. 10
Заключение. 13
Список используемой литературы.. 14
Введение
Топки низкотемпературного кипящего слоя (НТКС) предназначены для сжигания различных видов низкосортного топлива древесные отходы, фрезерный торф, либо их смеси в различной пропорции влажностью до 60%. Размер куска до 100 мм (длина).
Топки НТКС включают в себя воздухораспределительную решетку колпачкового типа, подрешеточный воздушный короб, комплектуются растопочным устройством (на дизельном топливе или газе), устройством выгрузки материала слоя.
Цель: описать специфику низкотемпературного сжигания мусора.
Задачи:
1. Определить особенности низкотемпературного сжигания мусора;
2. Раскрыть сущность низкотемпературного сжигания;
3. Дать характеристику технологии сжигания мусора при низкой температуре.
Особенности сжигания мусора при низких температурах
По оценочным данным, в нашей стране ежегодно накапливается не менее 40 млн. т твердых коммунальных отходов (ТКО). Основная масса ТКО складируется на свалках и полигонах, общая площадь которых с учетом уже закрытых и выведенных из эксплуатации уже достигла 100 тыс. га. Кроме того, в стране образовалось и постоянно образуется огромное количество несанкционированных свалок.
Из всего количества существующих свалок и полигонов лишь 8–10% полностью отвечают санитарным требованиям, а большинство представляет опасность для населения и окружающей среды.
Еще в конце XIX века в Англии предложили отходы сжигать, был построен первый мусоросжигательный завод (МСЗ). Первоначально МСЗ использовали для уменьшения объема складируемых на свалках остатков отходов и их обеззараживания. Позднее было показано, что теплотворная способность ТКО довольно велика, близка к теплотворной способности высокозольных бурых углей, и ТКО могут использоваться в качестве топлива для теплоэлектростанций (ТЭС)[1].
Первые мусоросжигательные агрегаты во многом копировали котельные агрегаты ТЭС: ТКО сжигали на решетках энергетических котлов, а полученное от сжигания мусора тепло использовали для производства пара энергетических параметров и последующего получения электроэнергии. В период энергетического кризиса 70-х годов XX века наблюдался бум в строительстве МСЗ.
В развитых странах построили сотни МСЗ. Казалось, проблема утилизации ТКО была решена. Но МСЗ того времени не имели надежных средств для очистки выбрасываемых в атмосферу отработанных газов.
Очень быстро специалисты убедились в том, что сжигание ТКО не такой уж безвредный процесс. Оказалось, что при низкотемпературном (850–950 оC) сжигании ТКО на решетках энергетических котлов в воздухе, а в более поздних агрегатах сжигания ТКО – в кипящем слое побочные продукты процесса: газы, пыль (летучая зола), шлаки содержат значительное количество опасных для человека и окружающей среды веществ – продукты неполного сгорания, в том числе диоксины, тяжелые металлы и их кислотные оксиды, в том числе оксиды азота и др[2].
Поэтому довольно простые по устройству и относительно дешевые МСЗ первого поколения пришлось закрывать либо реконструировать, улучшая и соответственно удорожая систему очистки выбрасываемых в атмосферу газов.
Со второй половины 90-х годов XX века сооружаются уже МСЗ второго поколения, значительно более дорогие, в стоимости которых около 40% составляет стоимость современных эффективных газоочистных сооружений. Но суть процессов сжигания ТКО в них не изменилась.
Примером служит новейший МСЗ в Саксонии-Ангальт, строительство которого закончено в 2007 году. Как и раньше, ТКО сжигаются в котле при относительно низкой температуре 850 оС, и огромные средства затрачены на очистку газов, выбрасываемых в атмосферу.
Поэтому новые МСЗ, строительство которых с использованием импортного европейского оборудования предполагается в Москве в ближайшие годы, будут использовать ту же технологическую схему низкотемпературного сжигания ТКО, что и уже имеющиеся в Москве МСЗ.
В чем заключаются достоинства и недостатки такой схемы? Несомненными достоинствами являются сравнительная простота и невысокая стоимость мусоросжигательного отделения, так как в нем используется оборудование, близкое по конструкции к стандартному оборудованию ТЭС, и сравнительно несложная схема организации процесса сжигания ТКО и производства электроэнергии. Недостатков данная схема имеет намного больше[3].
При медленном нагреве и низкотемпературном сжигании загружаемых в мусоросжигательный агрегат ТКО в воздухе образуются вредные продукты неполного сгорания мусора и особо опасные диоксины (температурный интервал образования 180–650 оС). Образующиеся вредные вещества распределяются между конечными продуктами процесса сжигания ТКО: газами, летучей золой и шлаком, который проваливается через решетку.
Кроме того, тяжелые металлы и их соединения, содержащиеся в ТКО, также переходят в конечные продукты процесса сжигания. В результате эти продукты становятся опасными для людей и окружающей среды, особенно учитывая их большое количество. На 1 т сжигаемых отходов образуется до 320 кг шлака и летучей золы и до 5000 кг газов, выбрасываемых в атмосферу. В традиционных МСЗ основные усилия направлены на очистку выбрасываемых газов, прежде всего от диоксинов, содержащихся в них. С этой целью газы выдерживают при температуре не менее 850 оС до 3 секунд (считается, что в таком случае образовавшиеся диоксины большей частью разрушаются)[4].
Далее производят так называемую «закалку» газов, быстро охлаждая их водой, чтобы избежать вторичного синтеза диоксинов при медленном охлаждении газов в интервале температур 600–180 оС, и самое главное – в поток охлажденных газов вдувают поглотитель диоксинов – порошок активированного угля или активированного кокса. В результате содержание диоксинов в выбрасываемых газах опускается ниже предельно допустимого уровня 0,1 нанограмма/куб. м.
Но зато после этого резко возрастает концентрация диоксинов в летучей золе. Поэтому летучую золу, уловленную газоочистными сооружениями МСЗ, приходится захоранивать на специальных полигонах, а шлак на обычных свалках или полигонах.
Традиционные МСЗ сжигают неподсушенный мусор. Естественная влажность ТКО обычно колеблется в пределах 30–40%. Поэтому значительное количество тепла, выделяющегося при сжигании отходов, расходуется на испарение влаги, и температуру в зоне горения обычно не удается поднять выше 1000 0оС.
Шлаки, образующиеся из минеральной составляющей ТКО, при таких температурах получают в твердом состоянии в виде пористой непрочной массы с развитой поверхностью, способной адсорбировать большое количество вредностей в процессе сжигания отходов и сравнительно легко выделять эти вредности при хранении на свалках и полигонах. Корректировка состава и свойств образующихся шлаков невозможны.
Технология низкотемпературного сжигания мусора
Отличительные особенности[5]:
· повышенная надёжность за счёт отсутствия подвижных элементов в топке;
· возможность остановки котла в горячий резерв с последующим пуском без использования
· растопочного устройства;
· высокая маневренность в пределах диапазона изменения нагрузок 30 - 100%;
· низкие значения вредных газообразных выбросов;
· высокая степень выгорания топлива, суммарные потери от механического и химического недожога не более 1%;
· сжигание топлива (смеси топлив) в широком диапазоне по влажности;
· сжигание происходит в пределах температур в топочной камере 600 - 850°С,
· что исключает шлакование слоя,
· топочной камеры и поверхностей нагрева;
· значение теплонапряжения зеркала горения и воздушный режим подобраны таким образом, чтобы минимизировать вынос частиц топлива и песка из слоя.
Применяемые технические и конструктивные решения отработаны в ходе многолетней эксплуатации паровых и водогрейных котлов типа ДКВр, КЕ, КВ-ТС, КВ-Р, оснащенных топками НТКС.
Топки НТКС предназначены для комплектации с паровыми и водогрейными котлами тепловой мощностью от 4 до 40 МВт.
Технологии сжигания топлива в низкотемпературном кипящем слое (НТКС) успешно внедряются НПО ЦКТИ на протяжении более 20 лет как при проведении реконструкций, так и при поставках новых котлов с кипящим слоем (в диапазоне мощностей до 40 МВт)[6].
Температурный диапазон существования кипящего слоя (800-900°С) является оптимальным для протекания реакций обессеривания продуктов сгорания путем введения в топку котла с кипящим слоем карбонатосодержащих добавок, как правило, известняка.
Подавление выбросов оксида серы может осуществляться также за счёт карбонатов, содержащихся в достаточном количестве в минеральной части золы топлива. Типичный пример подобного топлива- горючие сланцы.
По результатам испытаний эффективность связывания оксида серы вносимыми с топливом карбонатами составляет не менее 85%, что позволяет достичь приемлемых значений по выбросам So2, несмотря на высокое (1,0 -1,4%) содержание серы в горючих сланцах.
Подтверждено, что в топках НКТС можно успешно сжигать самые разнообразные низкосортные топлива, сланец (с зольностью до 60%), древесные отходы и торф (с влажностью до 60%).
Способ НТВ-сжигания и топочное устройство для его реализации разработаны выдающимся советским ученым-теплоэнергетиком Виктором Владимировичем Померанцевым и возглавляемым им коллективом кафедры «Реакторо- и парогенераторостроение» в Ленинградском политехническом институте (ныне Санкт-Петербургский государственный политехнический университет — СПбГПУ)[7].
Низкотемпературная вихрева (НТВ) технология сжигания является современной эффективной технологией энергетического использования твердого органического топлива.
НТВ технология сжигания прошла широкую апробацию в энергетике с 1970 по 1990 годы. К главным достоинствам НТВ технологии сжигания относятся ее улучшенные экологические показатели, гарантированное обеспечение устойчивого воспламенения и горения твердых топлив без подсветки газом и мазутом, устранение шлакования. Способ НТВ-сжигания и топочное устройство для его реализации защищены патентами. Для подготовки топлива угрубленного помола используются существующие мельницы с упрощенными сепараторами или без них, а для таких топлив как торф, древесные отходы, лигнин возможно использование безмельничных схем. НТВ технология сжигания может быть реализована в традиционной камерной топке, путем ее модернизации в период капитального ремонта котла[8].
Модернизация котлов с переводом их на НТВ-сжигание позволяет сравнительно просто и с малыми затратами обновить существующее котельное оборудование, улучшить его технико-экономические и экологические показатели, упростить эксплуатацию и повысить надежность работы котлов.
В большинстве случаев НТВ технология сжигания не требует для ее реализации изменений в тепловой схеме котла и замены тягодутьевых устройств. НТВ технология сжигания прошла апробацию на широкой гамме твердых топлив, таких как торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы, отходы деревообработки и микробиологического производства.
Важным достоинством НТВ технологии сжигания является низкая чувствительность к колебаниям характеристик топлива. Это унифицирует топку по топливу и дает возможность сжигать в одном котле несколько видов твердого топлива.
Технология НТВ-сжигания была признана Минэнерго СССР и ГКНТ СССР перспективной для обновления котельного оборудования электростанций. НТВ технология сжигания отработана на котлах производительностью от 35 до 420 тонн пара в час при сжигании практически всей гаммы органических топлив и горючих твердых отходов производства в России, Эстонии, Болгарии, Китае.
Сжигание в низкотемпературном вихре
Не менее перспективной является технология сжигания топлив в низкотемпературном вихре. Она применима для обычных энергетических и местных углей, а также древесных и растительных отходов.
По стабильности горения, глубине выгорания топлива и экологическим показателям котлы с низкотемпературным вихревым сжиганием приближаются к характеристикам котлов с топками кипящего слоя.
На вихревой способ сжигания переведено три котла ЭЧМ-60 производительностью 60 Гкал/ч в котельной ЖКХ г. Междуреченска Кемеровской области. Реконструкция позволила отказаться от подсветки факела мазутом. А до реконструкции около 30% нагрузки котлов обеспечивалось сжиганием мазута. Эта же технология использована в котлах КЕ-4 и КЕ-6,5 для сжигания подсолнечной лузги в г. Барнауле.
В Абазинском лесокомбинате в Хакасии работа одного котла КВ&1,6&95ВД с вихревой топкой на древесных отходах за один отопительный сезон дала экономию средств на оплату централизованного теплоснабжения от ТЭЦ, достаточную для покрытия затрат по строительству и оснащению собственной котельной.
Приведенный перечень примеров является далеко не полным и касается лишь так называемых «особых» котлов. Экономические проекты, основанные на использовании таких котлов, чрезвычайно выгодны. Срок окупаемости вложенных средств составляет от 3 месяцев до 1,5 лет в зависимости от конкретных условий.
Необходимо также отметить, что типовое котельное оборудование можно использовать с не меньшей выгодой. Не секрет, что в силу монопольно высоких тарифов на отпускаемые энергоносители многие руководители предприятий желают «отсоединиться» от ТЭЦ. Экономия в этом случае получается весьма значительной[9].
К примеру, собственная котельная, состоящая из трех котлов типа ДЕ-25, построенная в одном из опустевших производственных цехов завода «Трансмаш» в г. Барнауле, окупилась за шесть месяцев.
Серийное типовое оборудование может быть адаптировано к местным топливам и условиям выработки и потребления энергии. Им могут комплектоваться ТЭЦ малой мощности с турбинами до 12,5 МВт для покрытия собственных потребностей в электроэнергии, технологическом паре и отоплении.
Выгодным мероприятием для теплопроизводящих предприятий является замена устаревшего, изношенного парка котлов, зачастую изготовленных полукустарным способом, на современное высокоэффективное оборудование. При этом снижается расход угля, повышается надежность работы, улучшаются экологические показатели котельной и условия труда персонала.
Заключение
Эффективность низкотемпературного сжигания объясняется принципиальной возможностью снижения вредных выбросов в дымовых газах по сравнению с широко применяемыми высокотемпературными процессами горения. При этом удовлетворяются жесткие санитарные нормы по оксидам серы и азота без применения дорогостоящих схем газоочистки.
Отечественный опыт и зарубежная практика показывают, что топки кипящего слоя соответствуют постоянно ужесточающимся и расширяющимся по номенклатуре ограничениям на выбросы широкого круга вредных веществ.
Количество образующихся органических соединений типа угарного газа, бензапиренов, диоксинов и др. уменьшается благодаря равномерному и высокоэффективному перемешиванию и выжиганию в топочном объеме.
Помимо этого, при пониженной температуре топочного процесса возгонка минеральной части (золы) топлива минимальна и, следовательно, минимальны загрязнения поверхностей нагрева, а оксиды серы и «кислые соединения» других элементов типа хлора и фтора могут подавляться золой или серопоглотителями, – например дробленым известняком.
Изотермичность и хорошее перемешивание в топке обеспечивают низкую (меньше нескольких процентов) концентрацию горючих в золе. Такие топочные процессы характеризуются, во первых, высокой степенью выгорания горючих и, соответственно, малыми потерями угля, а во вторых – позволяют сжигать различные горючие отходы и самые низкосортные топлива.
При слоевом сжигании углей, даже энергетических, котельный шлак содержит до 70 80 % горючих и может успешно сжигаться в топках кипящего слоя.
Список используемой литературы
1. Чиняев Ю.А. Экология и рекреационные возможности природы. – М.: Городец, 2005.
2. Райгородский Т. В. Экологические проблемы. М. 2001.
3. Гарин В.М., Клёнова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. Ростов- на- Дону, Издательство « Феникс» 2001.
4. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов - М: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.
5. Тихомирова. Е. Г. Мусоросжигательные заводы. М., 2008.
[1] Гарин В.М., Клёнова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. Ростов- на- Дону, Издательство « Феникс» 2001.
[2] Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов - М: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.
[3] Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов - М: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.
[4] Гарин В.М., Клёнова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. Ростов- на- Дону, Издательство « Феникс» 2001.
[5] Райгородский Т. В. Экологические проблемы. М. 2001.
[6] Райгородский Т. В. Экологические проблемы. М. 2001.
[7] Тихомирова. Е. Г. Мусоросжигательные заводы. М., 2008.
[8] Чиняев Ю.А. Экология и рекреационные возможности природы. – М.: Городец, 2005.
[9] Чиняев Ю.А. Экология и рекреационные возможности природы. – М.: Городец, 2005.
